JP5086848B2 - 酸洗いされたジルコニウム−ニオブ合金からのニオブ第2相粒子付着物の除去 - Google Patents
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Description
序論
SPPを(従って、バックグラウンドであるジルコニウムをも)溶解させることなくジルコニウム-ニオブ合金部品からSPPを除去できる洗浄溶液を開発するためには、SPPが如何なる態様でジルコニウム-ニオブ合金に付着するかというメカニズムを突き止める必要があった。そのため、Pittsburgh, PAのWestinghouse Electric Co., LLCのScience and Technology Departmentにおいて予備的な研究が行なわれた。この予備的な研究の結果、酸洗いしたばかりのジルコニウム金属が極めて薄い含水ジルコニア(ZrO2・x H2O)で被覆されることが判明したが、これはジルコニウム金属と低pH水との間の電気化学的平衡の結果と考えられる。x = 2の場合、含水ジルコニウムは化学量論的に四水酸化ジルコニウム:Zr(OH)4と等価であった。Zr(OH)4なるものは実在しないかもしれないが、便宜上Zr(OH)4としておく。この「水酸化」ジルコニウム層は極めて薄く、ナノメーター単位であったが、接着性であり、「接着剤」として作用し、比較的微細なSPPをジルコニウム-ニオブ合金の金属面に接着させた。
先ず、7個のジルロ・クーポンに対して当該技術分野で典型的な酸洗い処理を施した。この処理では、40重量%の濃硝酸と5重量%の濃フッ化水素酸から成る酸洗い液にクーポンを20分間浸漬した。
濃水酸化 濃水酸化 アルカリ性 濃硫酸 シュウ酸/ 炭酸
ナトリウム カリウム 過酸化水素 シュウ酸 アンモニウム
アンモニウム
効果なし; 効果なし; 「スマト」の 有効; 有効 効果なし
反応遅く 反応遅く 除去不完全 但し許容 且つ迅速
「スマト」 「スマト」 範囲を 表面損傷なし
の除去 の除去 超える
不完全 不完全 表面損傷発生
商業規模の酸洗いでは、その直後に好ましくは脱イオン水で徹底したリンス処理を行なって酸洗い反応を停止させ、優れた表面仕上がりを維持する。
相互作用を示さないという既知の性質に照らして無機酸を選択した。
ジルロ(Zirlo)クーポンに当該技術分野で典型的な酸洗い処理を施し、脱イオン水で丹念にリンスした後、5重量%のシュウ酸と5重量%の硝酸から成る洗浄溶液を使用して周囲温度、即ち、約26℃で洗浄したところ、孔食を生ずることなくクーポンから表面SPP付着物が迅速且つ能率的に除去され、清浄な、光沢のある表面が得られた。
Claims (9)
- 酸洗いされ、リンスされたばかりのジルコニウム-ニオブ合金部品の表面からニオブが豊富な第2相粒子(SPP)付着物を除去する方法であって、酸洗いされ、リンスされたばかりのジルコニウム-ニオブ合金を、無機酸と、シュウ酸またはシュウ酸アンモニウムからなる洗浄溶液で洗浄するステップを含む、ニオブが豊富な第2相粒子(SPP)付着物を除去する方法。
- 洗浄溶液は硝酸と、シュウ酸またはシュウ酸アンモニウムからなる請求項1に記載の方法。
- 洗浄溶液におけるシュウ酸またはシュウ酸アンモニウムの濃度が2.5乃至5.0重量%であり、洗浄溶液における硝酸の濃度が5.0乃至10.0重量%である請求項2に記載の方法。
- 洗浄溶液におけるシュウ酸またはシュウ酸アンモニウムの濃度が1.0乃至8.0重量%であり、洗浄溶液における硝酸の濃度が1.0乃至40.0重量%である請求項2に記載の方法。
- 洗浄溶液におけるシュウ酸またはシュウ酸アンモニウムの濃度が2.5重量%であり、洗浄溶液における硝酸の濃度が5重量%である請求項2に記載の方法。
- ジルコニウム-ニオブ合金部品を1乃至10分間洗浄溶液で洗浄する請求項1に記載の方法。
- ジルコニウム-ニオブ合金部品を2乃至5分間洗浄溶液で洗浄する請求項1に記載の方法。
- ジルコニウム-ニオブ合金部品を温度が26℃の洗浄溶液で4分間洗浄溶液で洗浄する請求項1に記載の方法。
- 洗浄溶液の廃液を水酸化カルシウムで処理することによってシュウ酸カルシウムを沈殿させる請求項1に記載の方法。
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